DE102007030541A1 - Method for dosing liquid reducing agent in exhaust system of internal combustion engine, involves conveying reducing agent from dosing pump to dosing valve in rapid, sequential doses in chronologically separated, individual conveyance steps - Google Patents

Method for dosing liquid reducing agent in exhaust system of internal combustion engine, involves conveying reducing agent from dosing pump to dosing valve in rapid, sequential doses in chronologically separated, individual conveyance steps Download PDF

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Abstract

The method involves conveying a reducing agent from a dosing pump (8) to a dosing valve (10) in rapid, sequential doses in chronologically separated, individual conveyance steps to a dosing valve. The individual dosing quantities of an individual dosing process by reducing agent that are delivered in the dosing process takes place directly after the individual dosing process. The individual dosing quantities are firmly adjusted oppositively in another individual dosing process in the exhaust system. An independent claim is also included for a dosing system for dosing a liquid reducing agent in an exhaust system of an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dosieren eines flüssigen Reduktionsmittels in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein hiefür eingerichtetes Dosiersystem.The The invention relates to a method for dosing a liquid Reducing agent in an exhaust system of an internal combustion engine with the features of the preamble of claim 1 and a hie equipped dosing system.

Aus der DE 10 2004 050 A1 ist ein Verfahren zum Dosieren eines flüssigen Reduktionsmittels in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine bekannt, bei welchem von einer Dosierpumpe das Reduktionsmittel in rasch aufeinander folgenden, zeitlich voneinander abgesetzten Einzelfördervorgängen zu einem Dosierventil gefördert wird. Dabei wird das in den Einzelfördervorgängen zum Dosierventil geförderte Reduktionsmittel wahlweise entweder in zeitlich voneinander abgesetzten Einzeldosiervorgängen vom Dosierventil in das Abgassystem abgegeben oder in zeitlich voneinander abgesetzten Einzelrücklaufvorgängen durch das Dosierventil hindurch und zu einem Behälter für das Reduktionsmittel geleitet.From the DE 10 2004 050 A1 a method for dosing a liquid reducing agent in an exhaust system of an internal combustion engine is known, in which by a metering pump, the reducing agent is conveyed in rapid succession, one after the other remote individual feed operations to a metering valve. The reductant delivered in the individual feed operations to the metering valve is either delivered from the metering valve into the exhaust system, either in time-spaced individual metering operations, or passed through the metering valve in time-spaced individual return operations and to a container for the reducing agent.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dosierverfahren und ein Dosiersystem der oben genannten Art anzugeben, welches eine erhöhte Dosiermengenspreizung und insbesondere eine Ausdehnung des einstellbaren Dosiermengenbereichs für ins Abgassystem zu dosierendes Reduktionsmittel zu kleinen Werten hin ermöglicht.task The invention is a metering method and a dosing system of specify the type mentioned above, which is an increased Dosiermengenspreizung and in particular an extension of the adjustable Dosiermengenbereichs for reducing agent to be metered into the exhaust system small values.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Dosiersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.These The object is achieved by a method having the features of the claim 1 and by a metering system with the features of claim 7 solved.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren sind durch eine entsprechende Auslegung der Dosierpumpe, vorzugsweise als Kolbenpumpe oder als Membranpumpe, die von einer solchen Pumpe in Einzelfördervorgängen geförderten Einzelfördermengen durch die Dimensionierung der Dosierpumpe im Wesentlichen festgelegt. Es ist daher über eine Festlegung einer Anzahl von Einzeldosiervorgängen eine hohe Dosiergenauigkeit ermöglicht. Das in den Einzelrücklaufvorgängen durch das Dosierventil geförderte Reduktionsmittel ermöglicht eine zusätzliche Kühlung des Dosierventils. Obschon das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Dosierung von flüssigen Brennstoffen geeignet ist, wird es vorzugsweise zur Dosierung einer wässrigen Lösung eines selektiven Reduktionsmittels zur Stickoxidreduktion, insbesondere zur Dosierung von wässriger Harnstofflösung eingesetzt. Einzeldosiervorgänge und Einzelrücklaufvorgänge erfolgen vorzugsweise mit einer vorgebbaren Frequenz von mehreren Hertz. Typische Werte sind 20 bis 50 Hertz. Charakteristischerweise sind die in aufeinander folgenden Einzelfördervorgängen von der Dosierpumpe geförderten Einzelfördermengen zumindest annähernd gleich groß.In the process of the invention are characterized by a appropriate design of the metering pump, preferably as a piston pump or as a diaphragm pump used by such a pump in Einzelfördervorgängen subsidized individual quantities through the dimensioning the metering pump substantially fixed. It is therefore over a determination of a number of individual dosing operations allows a high dosing accuracy. That in the individual returns facilitated by the metering valve reducing agent allows additional cooling of the metering valve. Although the inventive method also for dosing of liquid fuels, it is preferably for dosing an aqueous solution of a selective reducing agent for nitrogen oxide reduction, in particular for metering aqueous Urea solution used. Einzeldosiervorgänge and individual rewind operations are preferably carried out with a predetermined frequency of several hertz. Typical values are 20 to 50 hertz. Characteristically, they are in one another following single feed operations from the metering pump subsidized individual deliveries at least approximately same size.

Erfindungsgemäß wird eine erste Einzeldosiermenge von Reduktionsmittel, die in einem unmittelbar nach einem Einzelrücklaufvorgang erfolgenden ersten Einzeldosiervorgang in das Abgassystem abgegeben wird, gegenüber in anderen Einzeldosiervorgängen in das Abgassystem abgegebenen Einzeldosiermengen einstellbar festgelegt.According to the invention a first Einzeldosiermenge of reducing agent, which in a immediately after a single rewind operation first single metering is discharged into the exhaust system, opposite discharged into the exhaust system in other single metering operations Individually metered set adjustable.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich eine in einem bestimmten Zeitintervall insgesamt in das Abgassystem abgege bene Dosiermenge von Reduktionsmittel durch die Summe der Einzeldosiermengen von in dem Zeitintervall durchgeführten Einzeldosiervorgängen. Die Dosiermenge kann durch ein hohes Verhältnis von Einzeldosiervorgängen zu Einzelrücklaufvorgängen im Zeitintervall in einfacher Weise erhöht werden. Dabei kann zusätzlich eine Erhöhung der Frequenz der Einzelfördervorgänge vorgesehen sein.at the method according to the invention results in a Total abgege in a certain time interval in the exhaust system Metering amount of reducing agent by the sum of the individual metered quantities of individual dosing operations performed in the time interval. The dosage can be achieved by a high ratio of Einzeldosiervorgängen to single returns in the time interval in easier Be increased. It can additionally one Increasing the frequency of the individual conveying operations be provided.

Sind kleine Dosiermengen einzustellen, so werden im Verhältnis zur Anzahl von Einzelrücklaufvorgängen in einem Zeitintervall vergleichsweise wenige Einzeldosiervorgänge durchgeführt. Zusätzlich kann eine Verringerung der Frequenz der Einzelfördervorgänge vorgesehen sein. Die Dosiergenauigkeit ist jedoch insbesondere bei mengengleichen Einzeldosiervorgängen bzw. Einzelfördervorgängen infolge der Diskretisierung der Dosiermenge durch die Einzeldosiermengen des in Einzeldosiervorgängen abgegebenen Reduktionsmittels eingeschränkt.are to set small dosing, so are in proportion to the number of individual returns in one Time interval comparatively few Einzeldosiervorgänge carried out. In addition, a reduction the frequency of the individual conveying operations provided be. However, the dosing accuracy is especially for the same quantity Single dosing operations or single feed operations due to the discretization of the dosage by the Einzeldosiermengen of the reductant dispensed in single metering operations limited.

Durch die erfindungsgemäße Festlegung einer ersten Einzeldosiermenge, die in einem unmittelbar nach einem Einzelrücklaufvorgang mit dem entsprechenden ersten Einzeldosiervorgang erfolgt, gegenüber den in anderen, aufeinanderfolgenden Einzeldosiervorgängen in das Abgassystem abgegebenen Einzeldosiermengen, werden infolge der genannten Diskretisierung auftretenden Ungenauigkeiten vermieden. Insbesondere wird eine verbesserte Dosiergenauigkeit bei kleinen Dosiermengen erzielt, wenn die in einem ersten Einzeldosiervorgang abgegebene erste Einzeldosiermenge kleiner festgelegt wird, als die in anderen Einzeldosiervorgängen abgegebenen Einzeldosiermengen. Dies resultiert daraus, dass bei einer kleinen Dosiermenge nur eine geringe Anzahl von Einzeldosiervorgängen im Zeitintervall erfolgt und somit die Größe der Dosiermenge im Zeitintervall maßgeblich durch die Größe der in einem Zeitintervall abgegebenen ersten Einzeldosiermenge bestimmt ist.By the determination according to the invention of a first single dosage amount, in one immediately after a single rewind operation with the corresponding first Einzeldosiervorgang, opposite in other, successive Einzeldosiervorgängen in the exhaust system dispensed Einzelodosiermengen are due Avoiding the above discretization occurring inaccuracies avoided. In particular, an improved dosing accuracy is small Dosage achieved when in a first single dosing delivered first Einzeldosiermenge is set smaller than the individual dosage amounts dispensed in other single dosing operations. This results from the fact that with a small dosing quantity only one small number of Einzessosiervorgängen in the time interval and thus the size of the dosage in the time interval governed by the size of the in a time interval delivered first single dosage amount is determined.

Somit ist durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Ausdehnung des einstellbaren Dosiermengenbereichs unter weitgehender Beibehaltung der Dosiergenauigkeit insbesondere zu kleinen Werten hin ermöglicht.Consequently is a by the inventive method Extension of the adjustable dosage range under extensive Maintaining the dosing accuracy especially for small values towards.

In Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Einstellung der ersten Einzeldosiermenge mittels eines Reduktionsmittelspeicherelements mit einem druckabhängigen Volumen, das zwischen Dosierpumpe und Dosierventil vorgesehen ist. Über das Reduktionsmittelspeicherelement wird die Größe der im ersten Einzeldosiervorgang vom Dosierventil abgegebenen ersten Einzeldosiermenge beeinflusst. Dabei ist typischerweise eine Druck-Volumenkennlinie des Speicherelements maßgebend.In an embodiment of the invention, the Adjustment of the first single metering by means of a reducing agent storage element with a pressure-dependent volume, which is provided between metering pump and metering valve. About the reducing agent storage element, the size of the output in the first Einzeldosiervorgang from the metering first Einzeldosiermenge is influenced. In this case, a pressure-volume characteristic of the memory element is typically decisive.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird als Reduktionsmittelspeicherelement mit druckabhängigem Volumen ein elastisches Leitungselement für das Reduktionsmittel eingesetzt. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine von der Dosierpumpe zum Dosierventil führende Vorlaufleitung für das Reduktionsmittel oder um einen Abschnitt derselben.In Another embodiment of the invention is used as a reducing agent storage element with pressure-dependent volume an elastic conduit element for the reducing agent used. Preferably, this is around a feed line leading from the metering pump to the metering valve for the reducing agent or around a portion thereof.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird als Reduktionsmittelspeicherelement mit druckabhängigem Volumen ein in eine Reduktionsmittelförderleitung eingeschalteter separater Hydraulikspeicher eingesetzt. Dabei kann es sich um einen Membranspeicher, einen Blasenspeicher oder einen Kolbenspeicher handeln. Bevorzugt ist ein federbelasteter Hydraulikspeicher. Der Hydraulikspeicher wird vorzugsweise in eine von der Dosierpumpe zum Dosierventil führende Vorlaufleitung für das Reduktionsmittel eingesetzt. Dabei ist es in Bezug auf eine hochgenaue Dosierung kleiner Reduktionsmittelmengen besonders vorteilhaft, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Hydraulikspeicher für das Reduktionsmittel ein Volumen bereitstellt, welches kleiner als das von der Dosierpumpe in einem Einzelfördervorgang geförderte Volumen ist. Auf diese Weise ist eine Feineinstellung der ersten Einzeldosiermenge ermöglicht.In Another embodiment of the invention is used as a reducing agent storage element with pressure-dependent volume into a reducing agent delivery line switched-on separate hydraulic accumulator used. It can it is a membrane memory, a bladder memory or a Act piston accumulator. A spring-loaded hydraulic accumulator is preferred. The hydraulic accumulator is preferably in one of the metering pump leading to the metering flow line for the Reducing agent used. It is in terms of a highly accurate Dosing small amounts of reducing agent particularly advantageous if in a further embodiment of the invention, the hydraulic accumulator for the reducing agent provides a volume which smaller than that of the metering pump in a single conveying operation funded volume is. This is a fine adjustment allows the first single dosage.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein hydraulischer Druck des Reduktionsmittels in einer an das Dosierventil angeschlossenen Reduktionsmittelleitung einstellbar festgelegt. Vorzugsweise erfolgt die Festlegung des hydraulischen Drucks durch ein federbelastetes Ventil, gegen dessen Öffnungsdruck die Dosierpumpe fördert. Dabei ist hier sowie im folgenden unter einem federbelasteten Ventil ein Ventil zu verstehen, welches nach Überwindung einer vorgegebenen Schließkraft öffnet. Bevorzugt ist dabei eine einstellbare Schließkraft. Dies kann beispielsweise mittels eines Federventils mit einer einstellbaren Vorspannkraft für die mechanische Feder realisiert sein. Eine Ausführungsform als elektromagnetisches Proportionalventil mit einer variabel einstellbaren Haltekraft für ein entsprechendes Ventil-Verschlusselement ist ebenso möglich. Das Ventil ist dabei bevorzugt in einer das Dosierventil mit dem Behälter verbindenden Rücklaufleitung angeordnet.In Another embodiment of the invention is a hydraulic pressure of the reducing agent in a connected to the metering valve Reduction agent line set adjustable. Preferably takes place the determination of the hydraulic pressure by a spring-loaded Valve against whose opening pressure the metering pump delivers. Here and below is under a spring-loaded valve to understand a valve which, after overcoming a predetermined closing force opens. Is preferred while an adjustable closing force. This can be, for example by means of a spring valve with an adjustable preload force be realized for the mechanical spring. An embodiment as an electromagnetic proportional valve with a variably adjustable Holding force for a corresponding valve closure element is also possible. The valve is preferably in one the metering valve connected to the container return line arranged.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Dosiersystem, welches ein Dosierventil zur Abgabe des Reduktionsmittels in das Abgassystem, eine Dosierpumpe zur Förderung von Reduktionsmittel zum Dosierventil über eine die Dosierpumpe mit dem Dosierventil verbindende Vorlaufleitung und eine vom Dosierventil zu einem Behälter für das Reduktionsmittel geführte Rücklaufleitung umfasst und zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eingerichtet ist.The The object mentioned at the beginning is also solved by a dosing system, which a metering valve for delivering the reducing agent in the Exhaust system, a metering pump for the delivery of reducing agent to the metering valve via a metering pump with the metering valve connecting supply line and one from the metering valve to a container for the reducing agent guided return line comprises and for carrying out a method according to any one of the claims 1 to 6 is set up.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht und werden nachfolgend beschrieben. Dabei sind die vorstehend genannten und nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.advantageous Embodiments of the invention are in the drawings illustrated and described below. Here are the mentioned above and to be explained below Features not only in the specified feature combination, but also usable in other combinations or in isolation, without to leave the scope of the present invention.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 ein schematisches Blockbild einer Brennkraftmaschine, der ein Abgassystem und ein Dosiersystem für ein Reduktionsmittel zugeordnet sind, 1 FIG. 2 is a schematic block diagram of an internal combustion engine associated with an exhaust system and a reductant dosing system; FIG.

2a, 2b schematisch dargestellte zeitliche Folgen von Einzeldosiervorgängen und Einzelrücklaufvorgängen bei einer bevorzugten Durchführungsweise des erfindungsgemäßen Dosierverfahrens und 2a . 2 B schematically illustrated temporal consequences of Einzessosiervorgängen and individual retrace operations in a preferred mode of implementation of the metering method according to the invention and

3 eine schematische Darstellung eines an das Dosiersystem angeschlossenen separaten Hydraulikspeichers. 3 a schematic representation of a connected to the dosing separate hydraulic accumulator.

In 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem zugeordneten Abgassystem und einem zugeordneten Dosiersystem 2 für ein Reduktionsmittel dargestellt, wobei das Abgassystem eine Abgasleitung 4 mit einem darin angeordneten Abgaskatalysator 3 umfasst. Das Dosiersystem 2 dient der dosierten Abgabe des Reduktionsmittels in das Abgassystem stromauf des Abgaskatalysators 3. Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine 1 als Dieselmotor ausgebildet, und der Abgaskatalysator 3 ist als Stickoxidreduktionskatalysator, vorzugsweise als so genannter SCR-Katalysator zur selektiven Reduktion von im Abgas des Dieselmotors 1 enthaltenen Stickoxiden (NOx) ausgeführt. Für das Abgassystem sind vorzugsweise weitere, hier nicht näher dargestellte Komponenten vorgesehen. Beispielsweise können zusätzliche reinigungswirksame Bauteile wie ein weiterer Abgaskatalysator oder ein Partikelfilter sowie Abgas- und Temperatursensoren zur Unterstützung des Betriebs des Abgassystems vorgesehen sein. Wird mittels eines vor, nach oder im Abgaskatalysator 3 angeordneten Temperatursensors festgestellt, dass dieser den Temperaturbereich seiner Wirksamkeit verlassen hat, so wird vorzugsweise eine Abgabe von Reduktionsmittel ins Abgas unterbunden. Beispielsweise kann im Zusammenhang mit einer thermischen Regeneration eines dem Abgaskatalysator 3 vorgeschalteten Partikelfilters der Abgaskatalysator sich derart aufheizen, dass zugeführtes Reduktionsmittel unwirksam ist. In diesem Fall wird die Abgabe von Reduktionsmittel ins Abgas ebenso unterbunden, wie bei einer zu starken Abkühlung des Abgaskatalysators, etwa unter 180°C.In 1 is schematically an internal combustion engine 1 a motor vehicle with an associated exhaust system and an associated dosing system 2 for a reducing agent, wherein the exhaust system is an exhaust pipe 4 with an exhaust gas catalyst disposed therein 3 includes. The dosing system 2 serves the metered delivery of the reducing agent in the exhaust system upstream of the catalytic converter 3 , Preferably, the internal combustion engine 1 designed as a diesel engine, and the catalytic converter 3 is as a nitrogen oxide reduction catalyst, preferably as a so-called SCR catalyst for the selective reduction of the exhaust gas of the diesel engine 1 contained nitrogen oxides (NOx) carried out. For the exhaust system further, not shown here components are preferably provided. For example, additional cleaning-effective components such as a further catalytic converter or a particulate filter and exhaust gas and temperature sensors may be provided to support the operation of the exhaust system. Is by means of a before, after or in the catalytic converter 3 arranged temperature sensor found that this leave the temperature range of its effectiveness has, so preferably a discharge of reducing agent is prevented in the exhaust gas. For example, in connection with a thermal regeneration of the exhaust gas catalyst 3 upstream particulate filter of the catalytic converter heat up such that supplied reducing agent is ineffective. In this case, the release of reducing agent into the exhaust gas is also prevented, as with excessive cooling of the catalytic converter, for example below 180 ° C.

Entsprechend der bevorzugten Ausführung des Abgaskatalysators 3 als SCR-Katalysator ist das Dosiersystem 2 zur Abgabe eines hinsichtlich der Entfernung von NOx geeigneten Reduktionsmittels ausgebildet. Obschon das Dosiersystem 2 auch zur Dosierung von Kraftstoff oder anderen flüssigen organischen Reduktionsmitteln, beispielsweise zur Unterstützung einer Regeneration eines Partikelfilters geeignet ist, wird nachfolgend davon ausgegangen, dass es sich bei dem Reduktionsmittel um eine wässrige Harnstoff-Lösung, nachfolgend abgekürzt als HWL bezeichnet, handelt. Hierfür umfasst das Dosiersystem 2 einen Tank T, der über eine Leitung 11 mit einer Dosierpumpe 8 verbunden ist. Über eine Vorlaufleitung 9 kann von der Dosierpumpe 8 HWL zu einem Dosierventil 10 gefördert werden. Über das Dosierventil 10 erfolgt mengenmäßig kontrolliert und bedarfsgerecht eine fein verteilte Abgabe der HWL ins Abgas.According to the preferred embodiment of the catalytic converter 3 as SCR catalyst is the dosing system 2 for discharging a reducing agent suitable for removing NOx. Although the dosing system 2 is also suitable for metering of fuel or other liquid organic reducing agents, for example, to support a regeneration of a particulate filter, it is assumed below that it is the reducing agent is an aqueous urea solution, hereinafter abbreviated as HWL, is. For this purpose, the dosing system includes 2 a tank T, via a pipe 11 with a dosing pump 8th connected is. Via a supply line 9 can from the dosing pump 8th HWL to a metering valve 10 be encouraged. About the metering valve 10 is quantitatively controlled and as needed a finely distributed release of the HWL into the exhaust.

Von der Dosierpumpe 8 zum Dosierventil 10 geförderte und nicht ins Abgas abgegebene HWL wird über eine Rücklaufleitung 12 zum Tank T zurückgeleitet.From the dosing pump 8th to the metering valve 10 funded and not discharged into the exhaust HWL is via a return line 12 returned to tank T.

Die mengenmäßig kontrollierte Abgabe der HWL ins Abgas wird von einem Dosiersteuergerät 7 gesteuert, welches hierfür die Dosierpumpe 8 sowie ein in der Rücklaufleitung 12 angeordnetes Steuerventil 13 ansteuert, worauf weiter unten näher eingegangen wird.The quantitatively controlled release of the HWL into the exhaust gas is controlled by a dosing control unit 7 controlled, which for this the metering pump 8th and one in the return line 12 arranged control valve 13 controls, which will be discussed in more detail below.

Zur Steuerung bzw. Erfassung des Motorbetriebs ist ein elektronisches Motorsteuergerät 6 vorgesehen. Das Motorsteuergerät 6 erhält einerseits Informationen über maßgebliche Zustandsgrößen wie z. B. Drehzahl, Temperaturen, Drücke von entsprechenden Sensoren bzw. Fühlern und kann andererseits Steuersignale als Einstellgrößen an Aktuatoren wie z. B. ein AGR-Ventil oder einen Abgasturbolader ausgeben, wobei die entsprechenden Bauteile der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Weiter ist das Motorsteuergerät 6 in der Lage, eine Einspritzung von Kraftstoff in den Motor 1 bedarfsgerecht einzustellen. Hierfür kann das Motorsteuergerät 6 auf abgespeicherte Kennfelder oder Berechnungsroutinen zurückgreifen.For controlling or detecting the engine operation is an electronic engine control unit 6 intended. The engine control unit 6 receives on the one hand information about significant state variables such. As speed, temperatures, pressures from corresponding sensors or sensors and on the other hand, control signals as adjustment variables to actuators such. B. issue an EGR valve or an exhaust gas turbocharger, the corresponding components are not shown for clarity. Next is the engine control unit 6 capable of injecting fuel into the engine 1 adjust as needed. For this purpose, the engine control unit 6 resort to stored maps or calculation routines.

In analoger Weise wird eine Erfassung und Einstellung von Betriebs- und Zustandsgrößen des Abgassystems und insbesondere des SCR-Katalysators 3 vorgenommen. Diese Aufgabe kann von einem separaten Steuergerät oder vom Dosiersteuergerät 7 durchgeführt werden. Nachfolgend wird jedoch davon ausgegangen, dass dies ebenfalls vom Motorsteuergerät 6 übernommen wird.Analogously, a detection and adjustment of operating and state variables of the exhaust system and in particular the SCR catalyst 3 performed. This task can be performed by a separate control unit or dosing control unit 7 be performed. However, it is assumed that this is also done by the engine control unit 6 is taken over.

Das Motorsteuergerät 6 ermittelt vorzugsweise auf der Basis von ihm vorliegenden Daten betreffend beispielsweise Ansaug luftmassenstrom, Kraftstoffeinspritzdruck, Steuerzeiten der Kraftstoffeinspritzung, AGR-Rate, Ladedruck, Ansauglufttemperatur und gegebenenfalls weiteren Größen eine NOx-Rohemission des Motors 1. Die genannten Größen können direkt aus Sensorsignalen oder indirekt aus Kennlinien oder Kennfeldern oder durch im Motorsteuergerät 6 abgespeicherte Berechnungsroutinen ermittelt werden. Vorzugsweise ist die Zuordnung von NOx-Rohemissionswerten zu den hierfür maßgeblichen Größen ebenfalls in Kennlinien oder Kennfeldern abgespeichert. Ferner wird aus vorliegenden Informationen betreffend den Betriebszustand des Abgassystems aus hierfür vorgesehenen Kennfeldern ein aktueller Wert des NOx-Umsatzvermögens des SCR-Katalysators 3 ermittelt.The engine control unit 6 preferably determines, based on data available to it, for example, intake air mass flow, fuel injection pressure, fuel injection timing, EGR rate, boost pressure, intake air temperature, and optionally other quantities, a raw NOx emission of the engine 1 , The quantities mentioned can be directly from sensor signals or indirectly from characteristic curves or maps or through in the engine control unit 6 stored calculation routines are determined. Preferably, the assignment of NOx raw emission values to the relevant quantities is also stored in characteristic curves or characteristic diagrams. Further, from existing information concerning the operating state of the exhaust system from maps provided therefor, a current value of the NOx conversion capability of the SCR catalyst 3 determined.

Aus den vorliegenden Informationen über die NOx-Rohemissionswerte und das NOx-Umsatzvermögen des SCR-Katalysators 3 sowie gegebenenfalls weiteren Größen wird eine Soll-Dosiermenge der Lösung ermittelt, mit welcher sich eine vorteilhafte, insbesondere eine möglichst hohe NOx-Verminderung erzielen lässt. Die Information betreffend die Soll-Dosiermenge wird dem Dosiersteuergerät 7 übermittelt, welches die Dosierpumpe 8 für eine vorgegebene Förderleistung sowie das Steuerventil 13 ansteuert.From the information available on the NOx NOx emission values and the NOx conversion capacity of the SCR catalyst 3 and, if appropriate, further variables, a desired metering amount of the solution is determined with which an advantageous, in particular the highest possible reduction in NOx can be achieved. The information concerning the nominal metering quantity is given to the metering control unit 7 transmitted, which the metering pump 8th for a given capacity and the control valve 13 controls.

Typischerweise führt die Dosierpumpe 8 in rascher, gleichmäßiger und vorzugsweise konstanter Folge Einzel-Fördervorgänge mit zumindest annähernd konstanten Einzelfördermengen aus. Die Förderleistung der Dosierpumpe kann 8 durch eine Anpassung der Pumpfrequenz bzw. der Frequenz von Einzel-Fördervorgängen verändert werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Anpassung der Einzelfördermengen vorgesehen sein. Vorzugsweise wird jedoch mit konstanten Einzelfördermengen und/oder einer konstanten Pumpfrequenz bzw. mit einem im zeitlichen Mittel konstanten Soll-Durchsatz gearbeitet. Es kann jedoch auch eine unregelmäßige zeitliche Abfolge von Einzel-Fördervorgängen vorgesehen sein. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass die Dosierpumpe 8 als Konstanthub-Kolbenpumpe ausgebildet ist, welche beim Betrieb zeitlich voneinander abgesetzte Einzelfördermengen von im Wesentlichen konstanter Größe abgibt.Typically, the metering pump leads 8th in a rapid, uniform and preferably constant sequence of individual conveying operations with at least approximately constant individual delivery quantities. The delivery rate of the dosing pump can 8th be changed by adjusting the pumping frequency or the frequency of individual conveying operations. Alternatively or additionally, an adjustment of the individual delivery quantities may be provided. However, it is preferable to work with constant individual delivery rates and / or a constant pumping frequency or with a setpoint throughput that is constant over time. However, it may also be provided an irregular time sequence of individual conveying operations. Subsequently, it is assumed that the metering pump 8th is designed as Konstanthub piston pump, which emits during operation of each other remote individual delivery quantities of substantially constant size.

Allgemein sind zur Datenübermittlung Datenleitungen 5 vorgesehen, welche in Form von unidirektionalen oder bidirektionalen Signalleitungen vorliegen können. Insbesondere sind das Motorsteuergerät 6 und das Dosiersteuergerät 7 über eine vorzugsweise als so genannter CAN-Bus ausgeführte Datenleitung 5 miteinander verbunden. Ferner sind Datenleitungen vom Dosiersteuergerät 7 zur Dosierpumpe 8 und zum Steuerventil 13 vorgesehen, über welche diese angesteuert werden.In general, the data transmission is data cables 5 provided, which may be in the form of unidirectional or bidirectional signal lines. In particular, the engine control unit 6 and the dosing control unit 7 via a preferably designed as a so-called CAN bus data line 5 connected with each other. Furthermore, data lines from the dosing control unit 7 to the dosing pump 8th and to the control valve 13 provided, over which these are controlled.

Das Dosierventil 10 ist vorzugsweise als Einspritzventil ausgebildet, welches selbsttätig bei Erreichen von bestimmten Werten für den von der Dosierpumpe 8 aufgebrachten hydraulischen Druck der HWL öffnet bzw. schließt. Bevorzugt ist eine Ausführung als federbelastetes Einspritzventil mit einer mechanischen Feder. Auf eine elektrische Ansteuerung zur Betätigung und entsprechende Betätigungselemente wie beispielsweise eine Spule kann daher verzichtet werden. Wenn infolge des Dosierdrucks der über die Vorlaufleitung 9 dem Dosierventil 10 zugeführten HWL die Schließkraft einer Schließfeder überschritten wird, so wird eine Ventilöffnung freigegeben, und die HWL wird abgespritzt. Das Dosierventil 10 ist bezüglich der vom Druck beaufschlagten Flächen und der Schließfeder bevorzugt so abgestimmt, dass eine Öffnung nur oberhalb eines Mindestwerts für den hydraulischen Druck erfolgt. Weiterhin ist eine Ausführung des Dosierventils 10 derart vorgesehen, dass die von der Dosierpumpe 8 in einem Einzelfördervorgang geförderte HWL bis nahe zur Spitze des Dosierventils 10 geleitet wird. Auf diese Weise kann das Dosierventil 10 bis zur Spitze hin wirksam gekühlt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn aufgrund der Einbausituation eine erhöhte thermische Belastung vorliegt. Dies ist dann der Fall, wenn das Dosierventil 10 teilweise von heißem Abgas umströmt ist und/oder in Wärmeübergangskontakt mit heißen Abgasleitungsteilen steht.The metering valve 10 is preferably designed as an injection valve, which automatically when reaching certain values for that of the metering pump 8th applied hydraulic pressure of the HWL opens or closes. An embodiment is preferred as a spring-loaded injection valve with a mechanical spring. On an electrical control for actuation and corresponding actuators such as a coil can therefore be omitted. If due to the metering pressure of the flow line 9 the metering valve 10 supplied HWL the closing force of a closing spring is exceeded, a valve opening is released, and the HWL is hosed. The metering valve 10 is preferably tuned with respect to the surfaces acted upon by the pressure and the closing spring so that an opening takes place only above a minimum value for the hydraulic pressure. Furthermore, an embodiment of the metering valve 10 provided such that the of the metering pump 8th HWL conveyed in a single conveying process close to the tip of the metering valve 10 is directed. In this way, the metering valve 10 be effectively cooled to the top. This is particularly advantageous if, due to the installation situation, there is an increased thermal load. This is the case when the metering valve 10 is partially flowed around by hot exhaust gas and / or is in heat transfer contact with hot exhaust pipe parts.

Die als Konstanthub-Kolbenpumpe oder als Membranpumpe ausgebildete Dosierpumpe 8 arbeitet intermittierend derart, dass mit einer Pumpfrequenz von vorzugsweise etwa 0,2 Hz bis 100 Hz, besonders bevorzugt mit einer Pumpfrequenz von 5 Hz bis 50 Hz, Einzelfördervorgänge erfolgen, mit denen jeweils eine Einzelfördermenge der HWL zum Dosierventil 10 gefördert wird.The metering pump designed as a Konstanthub piston pump or as a diaphragm pump 8th operates intermittently such that with a pumping frequency of preferably about 0.2 Hz to 100 Hz, more preferably with a pump frequency of 5 Hz to 50 Hz, individual conveying operations carried out, with each of which a single delivery of the HWL to the metering valve 10 is encouraged.

Damit eine jeweilige Einzelfördermenge ganz oder teilweise in einem korrespondierenden Einzeldosiervorgang ins Abgas abgegeben werden kann, muss der für eine Öffnung des Dosierventils 10 maßgebende hydraulische Druck in der Vorlaufleitung 9 erreicht bzw. überschritten werden. Bei der hier diskutierten bevorzugten Ausführungsform des Dosiersystems 2 ist die Stellung des in der Rücklaufleitung 12 angeordneten und vom Dosiersteuergerät 7 entsprechend ansteuerbaren Steuerventils 13 maßgebend für die Tatsache, ob ein Einzelfördervorgang als Einzeldosiervorgang oder als Einzelrücklaufvorgang ausgeführt wird. Das Steuerventil 13 kann zur Ermöglichung eines Einzeldosiervorgangs vom Dosiersteuergerät 7 in eine Sperrstellung und zur Ermöglichung eines Einzelrücklaufvorgangs in eine Rücklaufstellung gesteuert werden. In der Sperrstellung wird die Rücklaufleitung 12 abgesperrt, so dass deren Durchströmung verhindert ist. Dadurch kann sich der für eine Öffnung des Dosierventils 10 maßgebende hydraulische Druck aufbauen, die Ventilöffnung wird freigegeben und die Einzelfördermenge wird in einem Einzeldosiervorgang ganz oder teilweise als Einzeldosiermenge ins Abgas abgegeben. In der Rücklaufstellung wird die Rücklaufleitung 12 nach Überwindung eines vorzugsweise variabel vorgebbaren bzw. einstellbaren Öffnungsdrucks vom Steuerventil 13 für einen Rücklauf freigegeben. Hierfür ist vorzugsweise ein mit einer vorgebbaren, insbesondere variabel einstellbaren Kraft belastetes Verschlusselement vorgesehen, welches in der Rücklaufstellung in den Strömungsweg der Rücklaufleitung 12 geschaltet ist.In order for a respective individual delivery quantity to be able to be discharged into the exhaust gas in whole or in part in a corresponding single metering process, this must be for an opening of the metering valve 10 authoritative hydraulic pressure in the supply line 9 be reached or exceeded. In the preferred embodiment of the dosing system discussed herein 2 is the position of the in the return line 12 arranged and the Dosiersteuergerät 7 correspondingly controllable control valve 13 decisive for the fact whether a single conveying operation is carried out as a single metering operation or as an individual return operation. The control valve 13 may be to allow a Einzeldosiervorgangs from Dosiersteuergerät 7 be controlled in a locked position and to enable a single return operation in a return position. In the blocking position, the return line 12 shut off, so that their flow is prevented. This may cause the opening of the metering valve 10 build authoritative hydraulic pressure, the valve opening is released and the single delivery is completely or partially delivered in a Einzeldosiervorgang as Einzeldosiermenge into the exhaust. In the return position, the return line 12 after overcoming a preferably variably predefinable or adjustable opening pressure from the control valve 13 released for a return. For this purpose, a preferably loaded with a predeterminable, in particular variably adjustable force closure element is provided, which in the return position in the flow path of the return line 12 is switched.

Das Dosierventil 10 und das Steuerventil 13 sind dabei derart aufeinander abgestimmt ausgeführt, dass der Öffnungsdruck des Dosierventils 10 höher bemessen ist als der Öffnungsdruck des Steuerventils 13 in der Rücklaufstellung. Überwindet daher die Dosierpumpe 8 bei dem in Rücklaufstellung betriebenen Steuerventil 13 den Öffnungsdruck des Steuerventils 13, so öffnet dieses. Ein weiterer Druckanstieg ist somit weitgehend vermieden, das Dosierventil 10 bleibt geschlossen und der Einzelfördervorgang erfolgt als Einzelrücklaufvorgang. Auf diese Weise ist im Leitungssystem von Dosierpumpe 8 bis zum Steuerventil 13 beim Betrieb des Dosiersystems 2 ständig ein Überdruck vorhanden. Dieser liegt vorzugsweise so hoch, dass störendes Sieden bzw. eine Dampfblasenbildung zumindest zwischen Dosierpumpe 8 und Steuerventil 13 auch bei erhöhten Temperaturen bis etwa 160°C bis 180°C für die HWL verhindert ist.The metering valve 10 and the control valve 13 are executed so matched to each other that the opening pressure of the metering valve 10 is higher than the opening pressure of the control valve 13 in the return position. Overcomes therefore the dosing pump 8th in the operated in the return position control valve 13 the opening pressure of the control valve 13 so open this. Another increase in pressure is thus largely avoided, the metering valve 10 remains closed and the individual conveying process takes place as an individual return process. In this way, in the piping system of metering pump 8th to the control valve 13 during operation of the dosing system 2 constantly overpressure exists. This is preferably so high that annoying boiling or vapor bubble formation at least between metering pump 8th and control valve 13 is prevented even at elevated temperatures up to about 160 ° C to 180 ° C for the HWL.

Nachfolgend wird unter Bezug auf die 2a und 2b auf eine bevorzugte Vorgehensweise beim Betrieb des erfindungsgemäßen Dosiersystems 2 eingegangen. Dabei sind zwei in einem vorgebbaren Zeitintervall typischerweise eingestellte Reihenfolgen für Einzelrücklauf- und Einzeldosiervorgänge bei einer hohen Dosiermenge bzw. einem hohen Solldurchsatz (2a) von zu dosierender HWL und bei einer kleinen Dosiermenge (2b) dargestellt.Hereinafter, referring to the 2a and 2 B to a preferred procedure during operation of the metering system according to the invention 2 received. In this case, two sequences which are typically set in a predefinable time interval for individual return and single metering operations at a high metering quantity or a high desired throughput ( 2a ) to be metered HWL and at a small dosage ( 2 B ).

In den Zeitdiagrammen der 2a und 2b ist beispielhaft eine im festen Abstand von beispielsweise 50 ms durchgeführte Folge von Einzelfördervorgängen der mit konstanter Pumpfrequenz arbeitenden Dosierpumpe 8 dargestellt. Als Einzelrücklaufvorgänge wirksame Einzelfördervorgänge sind durch offene Balken 20 gekennzeichnet. Als Einzeldosiervorgänge wirksame Einzelfördervorgänge sind durch schraffierte Balken 21 und 21a gekennzeichnet. Es versteht sich dabei, dass beispielsweise zur Veränderung des Durchsatzes eine Veränderung der Pumpfrequenz bzw. des zeitlichen Abstands der Einzelfördervorgänge vorgesehen sein kann.In the time charts of the 2a and 2 B is an example of a fixed distance of, for example, 50 ms performed sequence of individual conveying operations of the operating at a constant pumping frequency metering pump 8th shown. As Einzelrücklaufvorgänge effective Einzelelfördervor aisles are through open beams 20 characterized. Single metering operations effective as single metering operations are by hatched bars 21 and 21a characterized. It goes without saying that a change in the pumping frequency or the time interval of the individual conveying operations can be provided, for example, to change the throughput.

2a stellt den Fall der höchsten einstellbaren Dosiermenge für die entsprechende Pumpfrequenz dar. Dabei ist vorgesehen, auch für die höchste einstellbare Dosiermenge wenigstens einen Einzelfördervorgang im Zeitintervall als Einzelrücklaufvorgang 20 auszubilden. Dadurch wird für das Dosierventil 10 auch bei der höchsten Dosiermenge eine Mindestkühlwirkung durch zum Tank T zurückgeführte HWL erzielt. 2a represents the case of the highest adjustable dosage for the corresponding pumping frequency. It is provided, even for the highest adjustable dosage at least one single conveying operation in the time interval as a single return operation 20 train. This will for the metering valve 10 even with the highest dosing a minimum cooling effect achieved by returned to the tank T HWL.

Sollen kleinere Dosiermengen eingestellt werden, so erfolgt eine Aufteilung von Einzelrücklaufvorgängen 20 und Einzeldosiervorgängen 21, 21a wie oben beschrieben durch eine entsprechende Ansteuerung des Steuerventils 13 derart, dass der vom Motorsteuergerät 6 ermittelte Solldurchsatz von zu dosierender Lösung zumindest annähernd erreicht und dosiert wird. Bevorzugt werden in einem Zeitintervall zunächst die Einzeldosiervorgänge 21a, 21 in direkter Folge durchgeführt und anschließend die Einzelrücklaufvorgänge 20 ebenfalls in direkter Folge. Dabei werden in den Einzelfördervorgängen jeweils im Wesentlichen die gleichen, durch die Dimensionierung bzw. Einstellung der Dosierpumpe 8 bestimmte Mengen m gefördert. Entsprechend werden in Einzeldosiervorgängen 21 im Wesentlichen die gleichen Einzeldosiermengen ins Abgassystem abgegeben. Eine Ausnahme hiervon bildet gegebenenfalls der erste, direkt auf einen Einzelrücklaufvorgang 20 folgende Einzeldosiervorgang 21a.If smaller dosing quantities are to be set, a division of individual backward processes takes place 20 and single dosing operations 21 . 21a as described above by a corresponding control of the control valve 13 such that the engine control unit 6 determined target throughput of solution to be dosed at least approximately reached and dosed. In a time interval, the individual metering operations are preferred 21a . 21 carried out in direct sequence and then the individual returns 20 also in direct consequence. In each case, the same in the individual conveying operations are essentially the same, by the dimensioning or adjustment of the metering pump 8th promoted certain quantities m. Accordingly, in Einzeldosiervorgängen 21 essentially the same single metered quantities discharged into the exhaust system. An exception to this is possibly the first, directly to a single return operation 20 following single dosing 21a ,

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine erste Einzeldosiermenge von Reduktionsmittel, die in einem unmittelbar nach einem Einzelrücklaufvorgang 20 erfolgenden ersten Einzeldosiervorgang 21a in das Abgassystem abgegeben wird, im Verhältnis zu in anderen Einzeldosiervorgängen 21 in das Abgassystem abgegebenen Einzeldosiermengen variabel einstellbar festgelegt wird. Insbesondere ist vorgesehen, die erste Einzeldosiermenge des ersten Einzeldosiervorgangs 21a um ein festlegbares Maß kleiner auszulegen als die in 2a, 2b mit 100% angegebenen Einzeldosiermengen der anderen Einzeldosiervorgänge 21. Auf diese Weise wird die Genauigkeit der Dosierung bei kleinen Dosiermengen verbessert bzw. der Dosierbereich zu kleinen Dosiermengen hin erweitert.According to the invention, it is provided that a first single metering amount of reducing agent, which is in an immediately after a single return operation 20 taking place first single dosing 21a discharged into the exhaust system, in proportion to other single metering operations 21 set in the exhaust system Einzeldosiermengen variable adjustable. In particular, it is provided, the first Einzeldosiermenge the first Einzeldosiervorgangs 21a to make a definable measure smaller than the in 2a . 2 B with 100% specified dosage forms of the other individual dosing operations 21 , In this way, the accuracy of the dosage is improved at small Dosiermengen or expanded the dosing to small Dosiermengen out.

Der Fall einer vergleichsweise kleinen Dosiermenge ist in 2b dargestellt. Von den 20 im Zeitintervall durchgeführten Einzelfördervorgängen sind lediglich 3 als Einzeldosiervorgänge 21a, 21 ausgebildet. Dabei ist die erste Einzeldosiermenge des ersten Einzeldosiervorgangs 21a um ein festlegbares Maß kleiner als die Einzeldosiermengen der weiteren, darauf folgenden Einzeldosiervorgänge 21. Es ist unmittelbar einsichtig, dass durch eine variable Quantifizierung der ersten Einzeldosiermenge eine genauere Einstellung der in einem Zeitintervall insgesamt abgegebenen Dosiermenge ermöglicht ist. Eine geringer oder gegebenenfalls auch größer ausgebildete erste Einzeldosiermenge ermöglicht insbesondere eine genauere Dosierung wenn insgesamt in einem Zeitintervall nur eine geringe Anzahl von Einzeldosiervorgängen durchgeführt werden.The case of a comparatively small dosing amount is in 2 B shown. Of the 20 single-feed operations performed in the time interval, only 3 are single dosing operations 21a . 21 educated. In this case, the first single metering amount of the first single metering operation 21a by a definable measure smaller than the Einzeldosiermengen the other, following Einzeleldosiervorgänge 21 , It is immediately obvious that a more precise adjustment of the total dispensed quantity in a time interval is made possible by a variable quantification of the first single metering quantity. In particular, a small or possibly even larger first dosage form allows more accurate metering if only a small number of individual metering operations are carried out in a single time interval.

Zur Festlegung der ersten Einzeldosiermenge des ersten Einzelfördervorgangs 21a kann erfindungsgemäß ein hydraulischer Speicher in die Vorlaufleitung 9 und/oder in die Rücklaufleitung 12 eingeschaltet werden. Der hydraulische Speicher kann dabei als ein elastisches Leitungselement ausgebildet sein. Beispielsweise können die Vorlaufleitung 9 und/oder die Rücklaufleitung 12 ganz oder teilweise aus einem elastischen Material ausgebildet sein. Beim Umschalten von einem Einzelrücklaufvorgang 20 auf den ersten Einzeldosiervorgang 21a muss der hydraulische Druck infolge des gegenüber dem Steuerventil 13 höheren Öffnungsdrucks des Dosierventils 10 im Leitungssystem erhöht werden. Somit füllt sich der hydraulische Speicher und es ergibt sich eine kleinere erste Einzeldosiermenge im Vergleich zu den Einzeldosiermengen der anderen Einzeldosiervorgänge 21, bei denen der hydraulische Speicher bereits gefüllt ist. Durch eine gezielte Auslegung des elastischen Leitungselements kann die Größe des hydraulischen Speichers und damit die Größe der ersten Einzeldosiermenge festgelegt werden.Determining the first single dosage amount of the first single delivery operation 21a can according to the invention, a hydraulic accumulator in the flow line 9 and / or in the return line 12 be turned on. The hydraulic accumulator can be designed as an elastic conduit element. For example, the flow line 9 and / or the return line 12 be formed wholly or partly of an elastic material. When switching from a single return operation 20 on the first single dosing 21a must be the hydraulic pressure due to the opposite to the control valve 13 higher opening pressure of the metering valve 10 be increased in the pipe system. Thus, the hydraulic accumulator fills and results in a smaller first Einzeldosiermenge compared to the Einzeldosiermengen the other Einzeldosiervorgänge 21 in which the hydraulic accumulator is already filled. By a targeted design of the elastic conduit member, the size of the hydraulic accumulator and thus the size of the first single metering can be set.

Alternativ kann ein separater Hydraulikspeicher in das Leitungssystem eingeschaltet sein. Dabei können die Vorlaufleitung 9 und/oder die Rücklaufleitung 12 starr ausgeführt sein. 3 zeigt eine Ausführungsform mit einem in die Vorlaufleitung 9 eingeschalteten separaten Hydraulikspeicher 30 in einer schematischen Darstellung. Der Hydraulikspeicher 30 ist in einem Abzweig der Vorlaufleitung 9 angeordnet. Über ein optional vorgesehenes Absperrventil 34 kann der Zulauf zum Hydraulikspeicher 30 abgesperrt oder geöffnet werden. Der Hydraulikspeicher 30 weist einen durch eine Feder oder anderweitig 32 belasteten verschieblichen Kolben 31 auf. Bei einem die Belastungs- oder Federkraft übersteigenden Dosierdruck der HWL in der Vorlaufleitung 9 wird bei geöffnetem Absperrventil 34 HWL in den Hydraulikspeicher 30 gedrückt. Dabei ist das in den Hydraulikspeicher 30 gedrückte HWL-Volumen einerseits vom wirksamen hydraulischen Druck in der Vorlaufleitung 9 abhängig. Andererseits wird das vom Hydraulikspeicher aufnehmbare Volumen von einem Anschlag 33 begrenzt. Der Anschlag 33 kann dabei einstellbar ausgeführt sein, wodurch das vom Hydraulikspeicher 30 maximal aufnehmbare Volumen ebenfalls einstellbar ist. Dieses ist bevorzugt kleiner ausgeführt als es der in einem Einzeldosiervorgang 21 abgespritzten Einzeldosiermenge entspricht.Alternatively, a separate hydraulic accumulator can be switched on in the line system. In this case, the flow line 9 and / or the return line 12 be rigid. 3 shows an embodiment with a in the flow line 9 switched-on separate hydraulic accumulator 30 in a schematic representation. The hydraulic accumulator 30 is in a branch of the supply line 9 arranged. Via an optionally provided shut-off valve 34 can the supply to the hydraulic accumulator 30 locked or opened. The hydraulic accumulator 30 has one by a spring or otherwise 32 loaded sliding piston 31 on. At a loading or spring force exceeding dosing of the HWL in the flow line 9 is when the shut-off valve is open 34 HWL in the hydraulic accumulator 30 pressed. It is in the hydraulic accumulator 30 pressed HWL volume on the one hand by the effective hydraulic pressure in the flow line 9 dependent. On the other hand, the volume which can be received by the hydraulic accumulator becomes a stop 33 limited. The stop 33 can be adjusted be executed, whereby the hydraulic accumulator 30 maximum recordable volume is also adjustable. This is preferably made smaller than that in a Einzeldosiervorgang 21 ejected single dosage amount corresponds.

Vorzugsweise ist die Haltekraft der Feder 32 größer gewählt, als es dem Öffnungsdruck des in der Rücklaufstellung befindlichen Steuerventils 13 entspricht. Andererseits ist vorzugsweise die Haltekraft der Feder 32 kleiner gewählt als es dem Öffnungsdruck des Dosierventils 10 entspricht. Infolge dieser bevorzugten Dimensionierung nimmt der Hydraulikspeicher 30 bei dem in Rücklaufstellung befindlichen Steuerventil 13 bei der Durchführung von Einzelrücklaufvorgängen 20 keine HWL auf. Bei einem Umschalten von einem Einzelrücklaufvorgang 20 zu einem ersten Einzeldosiervorgang 21a füllt sich zunächst der Hydraulikspeicher 30 bis der hydraulische Druck in der Vorlaufleitung 9 den Öffnungsdruck zur Öffnung des Dosierventils 10 erreicht hat. Gegebenenfalls schlägt bereits vorher der Kolben 31 am Anschlag 33 an und die weitere Volumenaufnahme des Hydraulikspeichers 30 wird unterbunden. Bei einem nachfolgenden Einzeldosiervorgang 21 ist der Hydraulikspeicher 30 somit zumindest teilweise gefüllt. Infolge der Auffüllung des Hydraulikspeichers 30 bei einem ersten Einzeldosiervorgang 21a ist somit die vom Dosierventil 10 ins Abgassystem abgegebene erste Einzeldosiermenge etwa entsprechend dem vom Hydraulikspeicher 30 aufgenommenen Volumen niedriger als die Einzeldosiermengen der weiteren, nachfolgenden Einzeldosiervorgänge 21. Durch eine geeignete Abstimmung der Öffnungsdrucke von Hydraulikspeicher 30, Dosierventil 10 und Steuerventil 13 kann eine Mindermenge des ersten Einzeldosiervorgangs 21a gegenüber anderen Einzeldosiervorgängen 21 einstellbar festgelegt werden. Zusätzliche Freiheitsgrade sind durch Festlegung des maximal vom Hydraulikspeicher 30 aufnehmbaren Volumens über den Anschlag 33 sowie über eine wahlfreie Betätigung des Absperrventils 34 gegeben.Preferably, the holding force of the spring 32 greater than the opening pressure of the control valve located in the return position 13 equivalent. On the other hand, preferably, the holding force of the spring 32 chosen smaller than the opening pressure of the metering valve 10 equivalent. As a result of this preferred dimensioning takes the hydraulic accumulator 30 in the return valve located in the control valve 13 when performing individual returns 20 no HWL on. When switching from a single return operation 20 to a first single dosing 21a first fills the hydraulic accumulator 30 until the hydraulic pressure in the supply line 9 the opening pressure for opening the metering valve 10 has reached. If necessary, the piston already strikes before 31 at the stop 33 on and the further volume consumption of the hydraulic accumulator 30 is prevented. In a subsequent single dosing 21 is the hydraulic accumulator 30 thus at least partially filled. Due to the replenishment of the hydraulic accumulator 30 at a first single dosing 21a is thus the metering valve 10 discharged into the exhaust system first Einzeldosiermenge approximately corresponding to that of the hydraulic accumulator 30 recorded volume lower than the Einzeldosiermengen the other subsequent Einzeldosiervorgänge 21 , By a suitable adjustment of the opening pressures of hydraulic accumulator 30 , Dosing valve 10 and control valve 13 may be a small amount of the first single dosing 21a compared to other single dosing processes 21 be set adjustable. Additional degrees of freedom are by determining the maximum of the hydraulic accumulator 30 Recordable volume over the stop 33 as well as via an optional actuation of the shut-off valve 34 given.

Besonders vorteilhaft ist dabei die Möglichkeit, die erste Einzeldosiermenge über den Öffnungsdruck des Steuerventils 13 in dessen Rücklaufstellung festzulegen. Dies geschieht vorzugsweise über eine einstellbare Schließkraft eines entsprechenden Verschlusselements, wie beispielsweise einer Ventilfeder. Diese bestimmt den in der Vorlaufleitung 9 und in der Rücklaufleitung 12 wirksamen hydraulischen Druck bei einer Durchführung von Einzelrücklaufvorgängen 20. Der beim Übergang zu Einzeldosiervorgängen 21, 21a erfolgende Druckanstieg bestimmt andererseits wiederum das von einem hydraulischen Speicher im Leitungssystem aufgenommene HWL-Volumen und damit die Mindermenge des ersten Einzeldosiervorgangs 21a gegenüber anderen Einzeldosiervorgängen 21. Folglich kann auch über eine Einstellung des hydraulischen Drucks in der Vorlaufleitung 9 und/oder in der Rücklaufleitung 12 beim Betrieb des Dosiersystems 2 die genannte Mindermenge festgelegt werden. Eine Bereichsspreizung ist dabei über das Verhältnis der Schließkräfte bzw. Haltedrucke der Verschlusselemente von Dosierventil 10 und Steuerventil 13 ermöglicht.Particularly advantageous is the possibility of the first single metering over the opening pressure of the control valve 13 in its return position. This is preferably done via an adjustable closing force of a corresponding closure element, such as a valve spring. This determines the in the supply line 9 and in the return line 12 effective hydraulic pressure when performing individual returns 20 , The transition to single dosing 21 . 21a On the other hand, the pressure rise that occurs determines, in turn, the volume of HWL absorbed by a hydraulic accumulator in the piping system and thus the shortage of the first single metering operation 21a compared to other single dosing processes 21 , Consequently, it is also possible via an adjustment of the hydraulic pressure in the supply line 9 and / or in the return line 12 during operation of the dosing system 2 be determined. An area spread is about the ratio of the closing forces or holding pressures of the closure elements of metering valve 10 and control valve 13 allows.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102004050 A1 [0002] - DE 102004050 A1 [0002]

Claims (7)

Verfahren zum Dosieren eines flüssigen Reduktionsmittels in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine (1), wobei von einer Dosierpumpe (8) das Reduktionsmittel in rasch aufeinander folgenden, zeitlich voneinander abgesetzten Einzelfördervorgängen zu einem Dosierventil (10) gefördert wird und das in den Einzelfördervorgängen zum Dosierventil (10) geförderte Reduktionsmittel wahlweise entweder in zeitlich voneinander abgesetzten Einzeldosiervorgängen (21, 21a) vom Dosierventil (10) in das Abgassystem abgegeben oder in zeitlich voneinander abgesetzten Einzelrücklaufvorgängen (20) durch das Dosierventil (10) hindurch und zu einem Behälter (T) für das Reduktionsmittel geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Einzeldosiermenge von Reduktionsmittel, die in einem unmittelbar nach einem Einzelrücklaufvorgang (20) erfolgenden ersten Einzeldosiervorgang (21a) in das Abgassystem abgegeben wird, gegenüber in anderen Einzeldosiervorgängen (21) in das Abgassystem abgegebenen Einzeldosiermengen einstellbar festgelegt wird.Method for dosing a liquid reducing agent in an exhaust system of an internal combustion engine ( 1 ), whereby by a metering pump ( 8th ) the reducing agent in rapid succession, one after the other staggered individual conveying operations to a metering valve ( 10 ) and in the individual feed operations to the metering valve ( 10 ) promoted reductant either either in time spaced apart Einzeldosiervorgängen ( 21 . 21a ) from the metering valve ( 10 ) are discharged into the exhaust system or in individual retrace operations ( 20 ) through the metering valve ( 10 ) is passed through and to a container (T) for the reducing agent, characterized in that a first single metering amount of reducing agent, which in an immediately after a single return operation ( 20 ) first single dosing ( 21a ) is discharged into the exhaust system, compared to other single dosing operations ( 21 ) is set adjustable in the exhaust gas dispensing individual Dosiermengen. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der ersten Einzeldosiermenge mittels eines Reduktionsmittelspeicherelements mit einem druckabhängigen Volumen erfolgt, das zwischen Dosierpumpe (8) und Dosierventil (10) vorgesehen ist.A method according to claim 1, characterized in that the setting of the first single metering by means of a reducing agent storage element is carried out with a pressure-dependent volume between metering pump ( 8th ) and metering valve ( 10 ) is provided. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Reduktionsmittelspeicherelement mit druckabhängigem Volumen ein elastisches Leitungselement für das Reduktionsmittel eingesetzt wird.Method according to claim 2, characterized in that that as a reducing agent storage element with pressure-dependent Volume an elastic conduit element for the reducing agent is used. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Reduktionsmittelspeicherelement mit druckabhängigem Volumen ein in eine Reduktionsmittelförderleitung (9, 12) eingeschalterer separater Hydraulikspeicher (30) eingesetzt wird.A method according to claim 2 or 3, characterized in that as a reducing agent storage element with pressure-dependent volume in a reducing agent delivery line ( 9 . 12 ) activated separate hydraulic accumulator ( 30 ) is used. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikspeicher (30) für das Reduktionsmittel ein Volumen bereitstellt, welches kleiner als das von der Dosierpumpe (8) in einem Einzelfördervorgang geförderte Volumen ist.Method according to claim 4, characterized in that the hydraulic accumulator ( 30 ) for the reducing agent provides a volume which is smaller than that of the metering pump ( 8th ) is in a single conveying process funded volume. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulischer Druck des Reduktionsmittels in einer an das Dosierventil (10) angeschlossenen Reduktionsmittelleitung (9, 12) einstellbar festgelegt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that a hydraulic pressure of the reducing agent in a to the metering valve ( 10 ) connected reducing agent line ( 9 . 12 ) is set adjustable. Dosiersystem zum Dosieren eines flüssigen Reduktionsmittels in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine (1), umfassend – ein Dosierventil (10) zur Abgabe des Reduktionsmittels in das Abgassystem, – eine Dosierpumpe (8) zur Förderung von Reduktionsmittel zum Dosierventil (10) über eine die Dosierpumpe (8) mit dem Dosierventil (10) verbindende Vorlaufleitung (9) und – eine vom Dosierventil (10) zu einem Behälter (T) für das Reduktionsmittel geführte Rücklaufleitung (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Dosiersystem (2) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eingerichtet ist.Dosing system for dosing a liquid reducing agent in an exhaust system of an internal combustion engine ( 1 ), comprising - a metering valve ( 10 ) for the delivery of the reducing agent into the exhaust system, - a metering pump ( 8th ) for conveying reducing agent to the metering valve ( 10 ) via a metering pump ( 8th ) with the dosing valve ( 10 ) connecting flow line ( 9 ) and - one from the metering valve ( 10 ) to a reservoir (T) for the reducing agent guided return line ( 12 ), characterized in that the dosing system ( 2 ) is arranged to carry out a method according to one of claims 1 to 6.
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